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摘要：相关设计规范中，对受冻地区机场道面混凝土剔除了明确的抗冻指标要求，但抗盐冻剥蚀性要求尚不明确。混凝土盐冻剥蚀破坏主要是由水溶液结冰引起的。盐冻多破坏混凝土表面，而普通水冻主要体现在混凝土内部破坏。盐冻破坏比普通水冻破坏更为严重。依据实际工程情况，提高坍落度，掺加优质矿渣粉和低钙粉煤灰等，实现混凝土性能优化。
关键词：机场道面；混凝土；性能优化设计
1.混凝土道面板损坏原因分析
多个机场跑道混凝土道面板损坏情况的调查结果表明：混凝土板损坏的原因有很多，新建和使用了一定年限的都可能发生，对于新道面，损坏的原因是混凝土的配比不合适，或施工方法和工艺不当，以及恶劣的气候条件；对于旧道面，则一般是由于使用年限较长，荷载冲击及基础变形等造成不同程度的破坏。通过调查和观测，发现混凝土道面板的破坏一般有以下几种情况。
1.1裂缝
1.1.1微裂缝
暴露混凝土的表面在施工刚刚完成或还没浇筑完成就产生的裂缝通常为塑性收缩的裂缝。这主要是混凝土的表面蒸发失水过快所造成的。此类的裂缝通常并不连续，且很少会发展到混凝土板边缘，典型的裂缝主要是对角斜线的形状，并且缝长比较短。没有适当浇筑混凝土，在完成施工几个月后可能产生微裂缝。此种裂缝大多是由于混凝土的收缩太大造成的，在内部出现了拉应力。此类的裂缝的长短不同，对于较薄混凝土板，可能导致出现贯穿裂缝。其中干缩裂缝可能发生在混凝土道面板任何部位，一般呈现龟纹状。干缩裂缝出现的主要因素之一是混凝土的配合比缺乏合理地设计，比如混凝土的配合比单位的用水量太大，砂浆的比例在配合比当中含量比较偏高。骨料在混凝土中发挥着限制混凝土收缩作用，数量以及弹性模量都从很大程度上影响着混凝土收缩。在混凝土硬化过程中，养护不及时或养护期过短也是造成干缩裂缝的原因之一。较大的干缩发生在混凝土硬化的早期。此时，混凝土强度很低，不能承受较高的干缩应力作用，很容易产生裂缝。
1.1.2断裂裂缝
使用中的道面由于遭受冲击及超荷载作用，在道面板块邻近分缝的边角处常有裂缝发生。这些部位发生裂缝后，往往造成边角混凝土板的断裂，以致破损。由于在分缝处混凝土道面板块一侧有约束，另一侧在分缝深度以内没有约束。当飞机荷载由一个方向作用于此时，混凝土板极易被拉裂，裂缝一般平行于混凝土板分缝，并距其1～30cm不等，在混凝土板角部位则呈三角形开裂。这是机场跑道较多的一种破坏形式。基础不均匀沉陷等原因也会造成混凝土板整体断裂的现象。这种断裂裂缝都是贯穿于整个板块，使之成为完全分裂的2个或多个块体。这种情况很容易造成混凝土破碎。
1.2混凝土道面板破损
大多数情况下，机场道面混凝土板的破损是混凝土板块先发生裂缝，然后逐渐扩大所致。如果不能及时处理，最终会导致混凝土破损。混凝土板的破损往往发生在混凝土板块中的局部。这种情况的产生是由于混凝土本身的质量问题，或是由于道面已使用较长的年限，混凝土表面砂浆逐渐被磨蚀，粗骨料暴露于表面，局部混凝土骨料在飞机荷载冲击下形成坑状破损。如果遇到雨水的连续浸泡，道基塌陷也会致使道面较大面积破损等。
2试验方案
2.1原材料
该实验过程中，应用到的原材料主要有水泥、掺合料、外加剂、砂、石子、水。
2.2配合比
依据具体道面设计规范，将设计强度控制为28d龄期抗弯拉强度，混凝土单位水泥用量需在300kg?m-3。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应用坍落度进行稠度测定时，要将坍落度控制在0.5cm以下，稠度在20s以上。合理确定混凝土配合比参数及性能指标。
2.3试件成型养护与试验测试
（1）试件成型与养护。混凝土试件包括棱柱体和立方体，规格分别为15cm×15cm×55cm和10cm。棱柱体试件能够测定抗弯拉强度或抗折强度，立方体试件可对盐冻剥落量进行测定。试件成型之后，将其放置时间控制在1d，脱模，然后进行养护。完成养护工作之后，取出，在空气中面干数小时，对其抗弯拉强度进行测定。将振捣时间控制在45-60s，生成水泥浆，进行多次抹面。常态引气混凝土因工作性能好，便于出浆整平，无论是振捣时间，还是抹面次数都相对较少，轻抹即可。
（2）普通冻融试验和盐冻剥蚀试验。采用快速水冻法执行混凝土普通冻融试验，经300次冻融循环，抗冻指标DF值不小于60%，表明，混凝土抗冻性合格。抗冻性与该数值成正相关。盐冻试验初期，从10cm立方体试块上，进行混凝土试件切割，厚度以5cm为宜。盐冻剥蚀试验测试面以混凝土上成型面为宜，进行机场环境模拟。应用单面浸泡法测定混凝土抗盐冻侵蚀性。试验过程为冻3h（20℃），融3h（15-20℃），形成初次冻融循环；将4%NaC1溶液作为冻融介质。经数次冻融循环之后，对混凝土剥蚀量进行测定。30次冻融循环之后，剥蚀量在1.0Kg?m-2，表明混凝土抗盐冻侵蚀性合格；该数值越小，抗盐冻剥蚀性越高。
（3）测定气泡结构参数。依据《水工混凝土耐久性技术规范（DL/T5241-2010）》标准，测定和计算硬化混凝土气泡结构参数。对硬化混凝土各面层气泡结构进行分析之前，要做好制样工作。具体实施方法如下：受抹面影响，混凝土上成型面会形成砂浆层，而且水泥浆体会覆盖表层气泡。应用抛光机将表面浆体厚度磨掉1mm左右，露出气泡，从而对表面砂浆层气泡结构参数进行有效分析。采用切割机依据不同深度，对其他层面混凝土样进行有效切割，用以测定该层面混凝土气泡结构参数。
3试验结果与讨论
3.1抗弯拉强度
为使后期强度增加，采用该水泥进行混凝土配制时，需要掺加15%Ⅰ级或Ⅱ级低钙粉煤灰和15%矿渣粉，以达到良好的复掺使用效果。
3.2抗冻性和抗盐冻侵蚀性
掺粉煤灰和矿渣混凝土耐久性符合要求，能够通过引气，使混凝土具备较好的抗冻性和抗盐冻剥蚀性。3.3气泡结构参数相较于常态混凝土，干硬性混凝土引气泡稳定性和气泡结构差，需对其进行强力振捣及多次抹面，表面层干硬性混凝土很容易出现含气量损失和气泡结构劣化。上述结果表明，当含气量和水胶比相同时，干硬性混凝土抗弯拉强度低。
结束语
众所周知，影响混凝土耐久性的各种破坏过程大都与水的侵入有关。因此，抗渗性是判断混凝土耐久性的重要指标。一般来说，只要混凝土的渗透性很低，就有很好的抵抗水和侵蚀性介质侵入的能力。在混凝土中掺加优质茶皂素引气剂，使其抗弯拉强度提升。混凝土抗冻性和抗盐冻侵蚀性随含气量增大而提高。依据实际情况，合理引气，降低掺粉煤灰和矿渣对混凝土抗冻性和抗盐冻侵蚀性的负面影响。深度超过10mm后，硬化混凝土气泡结构参数处于稳定状态。依据实际情况，采用正确的方法，对机场道面混凝土性能进行优化设计，减少冻害问题。
参考文献
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论文作者:孙恭大
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月下
论文发表时间:2017/7/11
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 气泡论文; 强度论文; 机场论文; 结构论文; 表面论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月下论文;